Abwassersurveillance zu
SARS-CoV-2

AMELAG-Wochenbericht vom 16.10.2024



In Deutschland wird das Abwasser von ausgewählten Kläranlagen auf SARS-CoV-2 untersucht. Das erfolgt im Rahmen des Vorhabens „Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung“ (AMELAG). Insgesamt werden. Insgesamt werden 167 Kläranlagen auf SARS-CoV-2 beprobt. Für die Kalenderwoche 41 liegen Daten aus 123 Kläranlagen vor. Daten weiterer Kläranlagen werden nachgeliefert.

Eine Bewertung der COVID-19-Lage erfolgt in Zusammenschau mit anderen Indikatoren im Wochenbericht zu akuten respiratorischen Erkrankungen (ARE-Wochenbericht). Ein Vergleich der aggregierten SARS-CoV-2-Viruslast im Abwasser mit der COVID-19-Inzidenz ist im Grippeweb-Wochenbericht dargestellt.

Der Verlauf der Viruslasten wird über alle Standorte aggregiert in Abbildung 1 dargestellt, um ein Gesamtbild der mittleren Viruslast und ihrer Entwicklung für Deutschland zu erhalten. Hierzu werden wöchentliche Mittelwerte der mittels Zehnerlogarithmus transformierten Viruslasten (die in Genkopien / Liter angegeben sind) gebildet, zunächst für jeden Standort und dann über alle Standorte für die jeweilige Woche. Die Mittelwerte sind nach der Anzahl der an den jeweiligen Kläranlagen angeschlossenen Einwohner gewichtet. Die Schätzung der Ausgleichskurve erfolgt ebenfalls gewichtet, sodass wöchentliche Mittelwerte mit höherer Unsicherheit in ihrer Schätzung ein geringeres Gewicht erhalten und umgekehrt. Seit der 38. KW ist ein starker Anstieg der aggregierten SARS-CoV-2-Viruslast zu beobachten. Die Entwicklung der letzten Wochen kann sich aufgrund von Nachmeldungen jedoch noch verändern, insbesondere, wenn Kläranlagen mit einer hohen Anzahl an angeschlossenen Einwohnern nachmelden.

Abbildung 1: Aggregierte SARS-CoV-2-Last im Abwasser über die Zeit (graue Punkte) samt Ausgleichskurve (schwarze Kurve, mittels LOESS-Methode geschätzt) und zugehörigen punktweisen 95%-Konfidenzintervallen (hellblauer Bereich).
Datenstand ist Dienstag, der 15.10.2024, 10 Uhr. Die neuesten Daten, die in die Berechnung einfließen, sind von der Probenahme des vorherigen Mittwochs (09.10.2024, KW 41). Gezeigt werden 7-Tage-Mittelwerte, die sich auf den Zeitraum Donnerstag bis Mittwoch beziehen; der aktuellste Wert berechnet sich aus den Daten vom 03.10.2024 (KW 40), bis zum 09.10.2024 (KW 41). Als Datum der Probenahme wurde jeweils der Tag des Beginns der 24-Stunden-Mischprobe gewählt.
Mit der Bewegung des Mauszeigers über die einzelnen Punkte werden die Kalenderwoche, das Datum des zugehörigen Mittwochs, die Viruslast, die Anzahl der Standorte sowie der Anteil der Gesamtbevölkerung, der zu diesem Zeitpunkt in die Berechnung eingeflossen ist, angezeigt. Betrachtet werden nur Kalenderwochen, in denen Daten aus mindestens 10 Standorten vorliegen. Rechts befindet sich ein Button, der die Darstellung der Datenpunkte, Ausgleichskurve und Konfidenzintervalle auf der logarithmischen Skala oder zurücktransformiert auf der Originalskala erlaubt. Bei einer logarithmischen Darstellung werden Veränderungen der Viruslasten im niedrigen Wertebereich stärker betont als im hohen Wertebereich. Dies sollte bei der Interpretation der Daten berücksichtigt werden.
Es fließen nur Daten von Kläranlagen ein, für die aus den letzten fünf Kalenderwochen Daten vorliegen. Die Anzahl der zu jedem Zeitpunkt einfließenden Kläranlagen kann sich zwischen den Abbildungen unterscheiden, da die Kläranlagen mit weniger als 10 Datenpunkten nicht in alle Abbildungen mit einfließen.
Daten weiterer Kläranlagen werden nachgeliefert.

Zusätzlich wird der Verlauf der Viruslast im Abwasser für die einzelnen Standorte in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: SARS-CoV-2-Last im Abwasser über die Zeit (graue Punkte) samt Ausgleichskurve (schwarze Linie, mittels LOESS-Methode geschätzt) und zugehörigen punktweisen 95%-Konfidenzintervallen (hellblauer Bereich).
Datenstand ist Dienstag, der 15.10.2024, 10 Uhr. Als Datum der Probenahme wurde jeweils der Tag des Beginns der 24-Stunden-Mischprobe gewählt.
Die Kläranlage lässt sich über den Filter auswählen. Der Darstellungszeitraum der Kurve kann durch die Buttons oben links angepasst werden. Der Button rechts erlaubt die Darstellung der Datenpunkte, Ausgleichskurve und Konfidenzintervalle auf der logarithmischen Skala oder zurücktransformiert auf der Originalskala. Bei einer logarithmischen Darstellung sind Veränderungen der Viruslasten im niedrigen Wertebereich besser erkennbar. Mit der Bewegung des Mauszeigers über die einzelnen Punkte wird die Kalenderwoche, das Datum der Probenahme und die Viruslast angezeigt.
Dargestellt sind Kläranlagen, für die aus den letzten fünf Kalenderwochen Daten vorliegen. Für Kläranlagen mit weniger als 10 Datenpunkten sind nur die einzelnen Datenpunkte abgebildet. Die dazugehörige Ausgleichskurven und Konfidenzintervalle werden berechnet, sobald mindestens 10 Datenpunkte vorliegen.
Laborwechsel bzw. Änderungen in den Labormethoden sind mit einer vertikalen, gestrichelten Linie gekennzeichnet.
Daten weiterer Kläranlagen werden nachgeliefert.

Aus den Ausgleichskurven in Abbildung 2 lässt sich für jede Kläranlage ein Trend für die Viruslast im Abwasser berechnen. Diese Trends werden in Abbildung 3 angezeigt. Für die Kalenderwoche 41 konnte für 100 Kläranlagen ein Trend berechnet werden. Bei 61 Kläranlagen zeigt der Trend eine steigende Viruslast an.

Alle

BB

BE

BW

BY

HB

HE

HH

MV

NI

NW

RP

SH

SL

SN

ST

TH

Abbildung 3: Veränderung der SARS-CoV-2-Last im Abwasser je Kläranlage.
Trendkategorien: „ansteigend” (definiert als Anstieg um mehr als 15 % zur Vorwoche), „unverändert” (Veränderung zwischen -15 % und 15 % zur Vorwoche) und „fallend” (Rückgang um mehr als 15 % zur Vorwoche).
Datenstand ist Dienstag, der 15.10.2024, 10 Uhr. Die neuesten Daten, die in die hier berechneten Trends einfließen, sind von der Probenahme des vorherigen Mittwochs (09.10.2024, KW 41). Als Datum der Probenahme wurde jeweils der Tag des Beginns der 24-Stunden-Mischprobe angegeben. Da die Trends als Veränderung der (geglätteten) Viruslast zum Vorwochenwert berechnet werden, beschreibt die KW 41 den Zeitraum von Mittwoch, den 02.10.2024 (KW 40), zu Mittwoch, den 09.10.2024 (KW 41). Dargestellt sind Kläranlagen, für die aus den letzten fünf Kalenderwochen Daten und mindestens 10 Datenpunkte vorliegen. Da Kläranlagen mit weniger als 10 Datenpunkte nicht in diese Abbildung einfließen, aber in die Berechnungen für Abbildung 1 eingehen, kann sich die Anzahl der an einem Zeitpunkt einfließenden Kläranlagen zwischen den Abbildungen unterscheiden.
Laborwechsel bzw. Änderungen in den Labormethoden sind mit einer vertikalen, gestrichelten Linie gekennzeichnet.
Daten weiterer Kläranlagen werden nachgeliefert.

Die örtliche Lage der Kläranlagen mit aktuellstem Trend der Viruslast im Abwasser, die bereits Daten geliefert haben, wird in Abbildung 4 dargestellt.


Abbildung 4: Karte der Standorte mit Angabe des Trends der Viruslast.

Im Rahmen von AMELAG werden von der Technischen Universität Darmstadt als Kooperationspartner zusätzlich Abwasserproben von 8 Kläranlagen / Probenahmestandorten sequenziert und analysiert. Dadurch lässt sich der relative Anstieg oder Abfall (Häufigkeit in %) von bereits bekannten Varianten je KW feststellen (Abbildung 5).

Nach WHO-Klassifizierung gelten derzeit die SARS-CoV-2 Varianten BA.2.86 und JN.1 als Variante von Interese (VOI) und die Varianten JN.1.7, KP.2, KP.3, KP.3.1.1, JN.1.18, LB.1 und XEC als Variante unter Beobachtung (VUM). Alle derzeitigen VUM sind von JN.1 abgeleitet.

Seit der 24. KW 2024 hat insbesondere der Anteil von KP.3.1.1 zugenommen. Die neuste als VUM klassifizierte Variante XEC wird seit der KW 36 an den beprobten Standorten nachgewiesen und ihr Anteil nimmt seitdem zu.

Abbildung 5: Prozentuale Anteile aktueller SARS-CoV-2-Varianten von Interesse (VOI) und SARS-CoV-2-Varianten unter Beobachtung (VUM). Die Anteile umfassen auch alle jeweiligen Sublinien einer Variante, mit Ausnahme der hier konkret aufgelisteten Sublinien. So beinhaltet BA.2.86 beispielsweise nicht die relativen Anteile von JN.1 und dessen Sublinien. Es werden die Ergebnisse der Beprobung von 8 Kläranlagen / Probenahmestandorten seit der Woche 35 2023 dargestellt, soweit die Daten vorliegen, was von der Verfügbarkeit der Abwasserproben abhängig ist. Die Auswahl der dargestellten Sublinien erfolgt auf Grundlage der WHO-Klassifizierung. Weitere Erläuterungen zur Einteilung sind auf der Seite der integrierten genomischen Surveillance zu finden. Die Analyse basiert auf dem Freyja-Bioinformatik-Tool und ist daher von der Freyja-Referenz abhängig, die zur Identifizierung der SARS-CoV-2-Varianten verwendet wird.

Hintergrund

Bei manchen Infektionskrankheiten scheiden infizierte Personen die Krankheitserreger über den Stuhl aus. Geeignete Labore können Abwasserproben aufbereiten und darin Krankheitserreger nachweisen. Dadurch ist die Infektionsdynamik der Bevölkerung, die an die jeweilige Kläranlage angeschlossen ist, überwachbar.

Im Vorhaben AMELAG wird SARS-CoV-2 im Abwasser überwacht. Bundesweit nehmen 168 Kläranlagen teil. Neben SARS-CoV-2 sollen auch weitere Erreger untersucht werden. In AMELAG arbeiten das Umweltbundesamt und das Robert Koch-Institut gemeinsam mit dem Sanitätsdienst der Bundeswehr, Gesundheits- und Umweltbehörden der Länder, Laboren, Universitäten und den Betreibern der Kläranlagen. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Gesundheit finanziert.

Die hier gezeigten Daten stammen aus den Projekten AMELAG, ESI-CorA, COVIDready, Sars-GenASeq, Abwasser Biomarker CoV-2 und aus landesgeförderten Projekten. ESI-CorA wurde von der Europäischen Kommission im Rahmen des Soforthilfeinstruments (Emergency Support Instrument – ESI) gefördert (No 060701/2021/864650/SUB/ENV.C2). COVIDready, Sars-GenASeq und Abwasser Biomarker CoV-2 wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Die Methoden der Probenahme, Analytik, Probenlogistik und Datenübermittlung und Datenverarbeitung sind in vier Technischen Leitfäden auf http://www.rki.de/abwassersurveillance beschrieben.

Daten und Software Code von AMELAG werden auf Zenodo und GitHub bereitgestellt.

Die genauen Abläufe und mögliche Anwendungsfälle für eine Abwassersurveillance sind im Epidemiologischen Bulletin 34/2024 beschrieben.

Limitationen

Abwasserdaten erlauben keinen Rückschluss auf die Krankheitsschwere oder die Belastung des Gesundheitssystems. Aus Abwasserdaten kann nach aktuellem Stand nicht präzise auf Inzidenz/Prävalenz oder die Untererfassung (die sog. „Dunkelziffer”) geschlossen werden. Für die epidemiologische Lagebewertung sollten die Abwasserdaten immer in Zusammenschau mit anderen Indikatoren, z.B. aus der syndromischen Surveillance, betrachtet werden.

Absolute Viruslasten können insbesondere über längere Zeiträume nicht direkt im Hinblick auf die Anzahl an Infizierten verglichen werden, da sich die ausgeschiedene Virusmenge pro infizierter Person beispielsweise zwischen verschiedenen Virusvarianten unterscheiden kann.

Die ermittelten Werte werden durch eine Vielzahl von Faktoren (z.B. Veränderungen der Abwasserzuleitung, Starkregenereignisse oder touristische Ereignisse) beeinflusst, was durch die Normalisierung nur teilweise ausgeglichen werden kann.


Vorgeschlagene Zitierweise
Robert Koch-Institut, Umweltbundesamt: AMELAG-Wochenbericht KW 42/2024 | DOI: 10.25646/12875


Kontakt

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13353 Berlin

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WEB: http://www.rki.de/abwassersurveillance

Umweltbundesamt
Wörlitzer Platz 1
06844 Dessau-Roßlau

Email:
WEB: https://www.umweltbundesamt.de/amelag